CN103567452A - 一种钨铜合金板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于包括如下步骤:（1）将钨铜复合粉进行气流粉碎；（2）将成形剂加入密炼机中，然后缓慢加入上述经过气流粉碎的钨铜复合粉，捏炼均匀后破碎，制得塑性喂料颗粒；（3）将上述塑性喂料颗粒破碎后，加入挤出机中挤出，再经压延后制得带状坯材；（4）将上述带状坯材进行热脱脂，制得脱脂坯；（5）将上述脱脂坯进行高温烧结，制得烧结坯；（6）将上述烧结坯进行冷轧制成形，退火后即得所述钨铜合金板材。本发明的方法制备的板材的带状坯材的密度足够，使得后续的压力加工出现缺陷的可能性降低、不易产生微裂纹、龟裂等缺陷，成品率高。

Description

一种钨铜合金板材的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种钨铜合金板材的制备方法。
背景技术
钨铜合金属于两相结构假合金，兼具钨和铜的优点，高比重、高强度、耐高温、耐电弧烧蚀，导电导热性能优异，并具有发汗冷却特性，作为电触头材料、电极材料、电子封装材料以及火箭、导弹喷管、鼻椎等材料而被广泛的应用于航空航天、机械、电力、微电子、冶金等领域。
由于钨铜合金的膨胀系数和导热导电性能可以通过调整材料的成分而加以设计，因此钨铜材料可以与陶瓷材料、半导体材料、金属材料等形成良好的热膨胀匹配，从而在大功率电子封装方面具有独特优势。钨铜合金薄板材的传统制备流程通常是坯体压制、烧结、轧制。传统坯体压制厚度较大，在后续烧结过程中，粉末表面的氧化层及杂质难以去除干净，烧结坯较低的密度会骤然提高后续压力加工的缺陷可能性，从使钨铜合金在轧制过程中易于产生微裂纹、龟裂等缺陷，导致成品率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钨铜合金板材的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种钨铜合金板材的制备方法，包括如下步骤:
（1）将钨铜复合粉进行气流粉碎，以打破原始粉体的颗粒硬团聚，提高粉体流动性及烧结致密度；
（2）将成形剂加入密炼机中，然后缓慢加入上述经过气流粉碎的钨铜复合粉，捏炼均匀后破碎，制得塑性喂料颗粒；成形剂的组分包括重量比为80-90:3-5:2-5:3-15的苯乙烯基热塑性弹性体、聚乙烯、硬脂酸和石蜡油；
（3）将上述塑性喂料颗粒破碎后，加入挤出机中挤出，再经压延后制得带状坯材；
（4）将上述带状坯材进行热脱脂，制得脱脂坯；
（5）将上述脱脂坯进行高温烧结，制得烧结坯；
（6）将上述烧结坯进行冷轧制成形，退火后即得所述钨铜合金板材。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（2）为：将成形剂加入密炼机中，然后缓慢加入所述经过气流粉碎的钨铜复合粉，在130-160℃捏炼均匀后破碎，制得塑性喂料颗粒。
在本发明的一个优选实施方案中，所述成形剂的加入量使得所述钨铜复合粉在钨铜复合粉和成形剂的总体积中的装载量达到50-60%。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（3）为：将所述塑性喂料颗粒破碎，加入单螺杆挤出机中于130-160℃挤出，经三辊压延机压延后制得0.5-1.0mm厚的带状坯材。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（4）为：将所述带状坯材在氢气保护下于900℃以内热脱脂，制得脱脂坯。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（5）为：将所述脱脂坯在1200-1400℃进行高温烧结，制得烧结坯。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（6）为：将所述烧结坯进行冷轧制成形，每道次压下量不大于25%，再于700-1000℃退火，即得所述钨铜合金板材。
本发明的有益效果是：
1、本发明的方法经钨铜复合粉气流粉碎、加入成形剂进入密炼机密炼、挤出机挤出、脱脂、烧结和冷轧制来制备钨铜合金板材，使得该板材的带状坯材的密度足够，同时减小了该带状坯材内的孔隙度，使得后续的压力加工出现缺陷的可能性降低、不易产生微裂纹、龟裂等缺陷，成品率高；
2、本发明的方法简化了传统的制备钨铜合金板材的步骤、降低了能耗。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
（1）气流粉碎：将钨铜复合粉进行气流粉碎，其中钨元素占90%，铜元素占10%；
（2）喂料制备：将30重量份成形剂加入密炼机，然后缓慢加入气流粉碎后的1000重量份的钨铜复合粉，140℃捏炼均匀后制得塑性喂料；其中成形剂的组分包括重量比为80-90:3-5:2-5:3-15的苯乙烯基热塑性弹性体、聚乙烯、硬脂酸和石蜡油；
（3）挤出压延成形：将塑性喂料破碎，并加入挤出机中150℃挤出，经三辊压延机压延后制得1.0mm厚度的片状挤压坯；
（4）热脱脂：将挤压坯在H2保护下于900℃以下热脱脂，制得脱脂坯；
（5）高温烧结：将脱脂坯在1400℃进行高温烧结，制得烧结坯；
（6）烧结坯轧制成形：将烧结坯在板材轧机上轧制，每道次压下量为10%，退火温度为750℃，最终得到0.5mm钨铜合金薄板材。
实施例2
（1）气流粉碎：将钨铜复合粉进行气流粉碎，其中钨元素占85%，铜元素占15%；
（2）喂料制备：将40重量份成形剂加入密炼机，然后缓慢加入气流粉碎后的1000重量份的钨铜复合粉，160℃捏炼均匀后制得塑性喂料；其中成形剂的组分包括重量比为80-90:3-5:2-5:3-15的苯乙烯基热塑性弹性体、聚乙烯、硬脂酸和石蜡油；
（3）挤出压延成形：将塑性喂料破碎，并加入挤出机中160℃挤出，经三辊压延机压延后制得1.0mm厚度的片状挤压坯；
（4）热脱脂：将挤压坯在H2保护下于900℃以下热脱脂，制得脱脂坯；
（5）高温烧结：将脱脂坯进行1300℃高温烧结，制得烧结坯；
（6）烧结坯轧制成形：将烧结坯在板材轧机上轧制，每道次压下量为20%，退火温度为850℃，最终得到0.5mm钨铜合金薄板材。
实施例3
（1）气流粉碎：将钨铜复合粉进行气流粉碎，其中钨元素占80%，铜元素占20%；
（2）喂料制备：将35重量份成形剂加入密炼机，然后缓慢加入气流粉碎后的1000重量份的钨铜复合粉，130℃捏炼均匀后制得塑性喂料；其中成形剂的组分包括重量比为80-90:3-5:2-5:3-15的苯乙烯基热塑性弹性体、聚乙烯、硬脂酸和石蜡油；
（3）挤出压延成形：将塑性喂料破碎，并加入挤出机中155℃挤出，经三辊压延机压延后制得0.5mm厚度的片状挤压坯；
（4）热脱脂：将挤压坯在H2保护下于800℃以下热脱脂，制得脱脂坯；
（5）高温烧结：将脱脂坯在1200℃进行高温烧结，制得烧结坯；
烧结坯轧制成形：将烧结坯在板材轧机上轧制，每道次压下量为20%，退火温度为900℃，最终得到0.15mm钨铜合金薄板材。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤:
（1）将钨铜复合粉进行气流粉碎，以打破原始粉体的颗粒硬团聚，提高粉体流动性及烧结致密度；
（2）将成形剂加入密炼机中，然后缓慢加入上述经过气流粉碎的钨铜复合粉，捏炼均匀后破碎，制得塑性喂料颗粒；其中成形剂的组分包括重量比为80-90:3-5:2-5:3-15的苯乙烯基热塑性弹性体、聚乙烯、硬脂酸和石蜡油；
（3）将上述塑性喂料颗粒破碎后，加入挤出机中挤出，再经压延后制得带状坯材；
（4）将上述带状坯材进行热脱脂，制得脱脂坯；
（5）将上述脱脂坯进行高温烧结，制得烧结坯；
（6）将上述烧结坯进行冷轧制成形，退火后即得所述钨铜合金板材。
2.如权利要求1所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）为：将成形剂加入密炼机中，然后缓慢加入所述经过气流粉碎的钨铜复合粉，在130-160℃捏炼均匀后破碎，制得塑性喂料颗粒。
3.如权利要求2所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述成形剂的加入量使得所述钨铜复合粉在钨铜复合粉和成形剂的总体积中的装载量达到50-60%。
4.如权利要求3所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）为：将所述塑性喂料颗粒破碎，加入单螺杆挤出机中于130-160℃挤出，经三辊压延机压延后制得0.5-1.0mm厚的带状坯材。
5.如权利要求4所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）为：将所述带状坯材在氢气保护下于900℃以内热脱脂，制得脱脂坯。
6.如权利要求5所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）为：将所述脱脂坯在1200-1400℃进行高温烧结，制得烧结坯。
7.如权利要求6所述的一种钨铜合金板材的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）为：将所述烧结坯进行冷轧制成形，每道次压下量不大于25%，再于700-1000℃退火，即得所述钨铜合金板材。
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